Todas as câmeras digitais possuem um sensor de imagem que captura informações para criar uma fotografia. CMOS, CCD, matriz de filtro de cores e sensores Foveon são os mais comumente usados.
Como funciona um sensor de imagem?
Pense em um sensor de imagem como o equivalente a um pedaço de filme. Quando o botão do obturador em uma câmera digital é pressionado, a luz entra na câmera. A imagem é exposta no sensor da mesma forma que seria exposta em um pedaço de filme em uma câmera de filme 35mm.
Sensores de câmeras digitais capturam luz e outras informações, que são convertidas em um valor digital pelo conversor analógico-digital (ADC). Isso permite que a câmera processe os valores na imagem final.
Câmeras DSLR e câmeras automáticas usam principalmente dois tipos de sensores de imagem: CMOS (Complementary metal–oxide–semiconductor) e CCD (Charged Coupled Device).
Sensores de imagem CCD
Os sensores CCD convertem as medições de pixel sequencialmente usando circuitos ao redor do sensor. Os CCDs usam um único amplificador para todos os pixels.
Os CCDs são fabricados em fundições com equipamentos especializados. Essa complexidade se reflete em um custo geralmente maior do que o dos sensores CMOS.
Um sensor CCD tem algumas vantagens distintas sobre um sensor CMOS:
- Menos ruído e normalmente imagens de alta qualidade, especialmente em condições de pouca luz.
- Melhor profundidade de cor, porque a faixa dinâmica do sensor costuma ser duas vezes maior que a dos sensores CMOS.
- Maior resolução e sensibilidade à luz.
Sensores de imagem CMOS
Os sensores CMOS convertem as medições de pixel simultaneamente, usando circuitos no próprio sensor. Os sensores CMOS usam amplificadores separados para cada pixel.
Os sensores CMOS são comumente usados em DSLRs porque são mais rápidos e baratos do que os sensores CCD. Nikon e Canon usam sensores CMOS em suas câmeras DSLR de última geração.
O sensor CMOS também tem suas vantagens:
- Velocidade de processamento mais rápida, porque os pixels ativos e ADC estão no mesmo chip.
- Menor consumo de energia – até 100 vezes menos do que um CCD.
- Funções de câmera integradas, como exposição automática, codificação de cores e compactação de imagem diretamente no chip.
- Evita “manchas” quando uma imagem é superexposta.
- Processo de fabricação menos caro.
- Melhorias de qualidade contínuas.
Sensores de matriz de filtro de cor
Uma matriz de filtro de cor é instalada na parte superior do sensor para capturar os componentes vermelho, verde e azul da luz que incide sobre o sensor. Portanto, cada pixel é capaz de medir apenas uma cor. As outras duas cores são estimadas pelo sensor com base nos pixels circundantes.
Essa abordagem pode afetar ligeiramente a qualidade da imagem, mas é quase imperceptível nas câmeras de alta resolução de hoje. A maioria das DSLRs atuais usa essa tecnologia.
Sensores de imagem Foveon
Os olhos humanos são sensíveis às três cores primárias de vermelho, verde e azul, e outras cores são trabalhadas por uma combinação das cores primárias. Na fotografia de filme, as diferentes cores primárias expõem a camada química correspondente do filme.
Da mesma forma, os sensores Foveon têm três camadas de sensores; cada um mede uma das cores primárias. Uma imagem é produzida combinando essas três camadas para produzir um mosaico de ladrilhos quadrados. Algumas câmeras Sigma usam Foveons, mas esses sensores não são tão populares. Os fotógrafos atribuem isso à sua velocidade mais lenta, maiores tamanhos de arquivo de imagem e técnicas mais complicadas do que as contrapartes mais comuns do Foveon.
